Se ha encontrado que la temperatura de un gas es una medida de la energía cinética promedio de traslación del centro de masa de las moléculas del gas, sin considerar la energía asociada al movimiento de rotación o de vibración de la molécula respecto al centro de masa. Esto es así, porque en el modelo simple de la teoría cinética se supone que la molécula es sin estructura. De acuerdo a esto, se analizará el caso simple de un gas ideal monoatómico, es decir, de un gas que tiene un átomo por molécula, como el helio, neón o argón. Cuando se agrega energía a un gas monoatómico contenido en un envase de volumen fijo (por ejemplo calentando el envase), toda la energía agregada se ocupa en aumentar la energía cinética de traslación de los átomos. No existe otra forma de almacenar la energía en un gas monoatómico. De la ecuación 12.20, se tiene que la energía interna total U de N moléculas (o n moles) de un gas ideal monoatómico se puede calcular de: De esta ecuación se deduce que para un ga
Considere un sitio cerrado cuyas superficies están separadas por un hueco pequeño. Cuando la temperatura de la superficie superior del sitio cerrado es mayor que la temperatura de la superficie interior, las corrientes convectivas están más o menos ausentes y el proceso de transferencia de calor se debe a la conducción a través del espacio. En tal caso el número de Nusselt es igual a la unidad.
Cuando la superficie inferior es más caliente que la superficie superior y el número de Grashof, basado en la separación δ, como longitud característica, es menor que 1 700, entonces el único modo de transferencia de calor es la conducción pura. Para Grδ >1700, se establecen patrones de convección interesantes. Se crea un patrón de celtas exagonales como se ilustra en la figura 9-15. Dichos patrones fueron observados por primera vez por Benard y se lees conoce, por o tanto, como celdas de Bernard. Para Grδ > 50 000, se establece turbulencia y se destruye el patrón de celdas.
Cuando la superficie inferior es más caliente que la superficie superior y el número de Grashof, basado en la separación δ, como longitud característica, es menor que 1 700, entonces el único modo de transferencia de calor es la conducción pura. Para Grδ >1700, se establecen patrones de convección interesantes. Se crea un patrón de celtas exagonales como se ilustra en la figura 9-15. Dichos patrones fueron observados por primera vez por Benard y se lees conoce, por o tanto, como celdas de Bernard. Para Grδ > 50 000, se establece turbulencia y se destruye el patrón de celdas.
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